瑞星集团股份有限公司是一家以煤化工为主，集生物化工、精细化工、热能发电、设备制造为一体的综合性大型化工制造企业。公司投资建设的2000 t/d的航天炉（HT-L气化炉）是30万t/a合成氨装置的配套项目。2013年3月开车成功以来，最长连续稳定运行时间已达165 d。其中，磨煤和干燥工段及气化炉出口合成气的在线成分分析系统实时、可靠、准确，对航天炉的长周期、稳定运行起到了至关重要的作用。
1. 激光在线气体分析（DLAS ）的技术原理
与传统红外光谱技术相同，DLAS 技术本质上是一种吸收光谱技术，通过分析光被气体的选择性吸收情况来获得气体浓度；不同之处在于，它采用的半导体激光光源的光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。因此，DLAS 技术是一种高分辨率吸收光谱技术。
聚光科技的激光在线气体分析（DLAS）系统采用了国际独创的高、低频调制技术和光谱展宽自动修正技术，可避免气体交叉干扰，可自动修正粉尘和光学视窗污染对测量分析带来的影响，可修正温度、压力和背景气体组分变化而产生的测量误差；系统的维护量更小，使用寿命更长。
2. 激光分析仪的安装及维护
激光气体分析仪安装时只需将发射单元和接收单元通过标准法兰对准固定在被测气体管道的两侧即可。发射单元发出的激光束穿过被测气体，被安装在管道相对方向上的接收单元中的光电探测传感器接收。分析系统同时配置有吹扫系统等辅助设备。吹扫系统控制工业用氮气对发射、接收单元进行正压吹扫，不仅达到正压防爆的目的，而且可避免粉尘、焦油等长期污染光学视窗而造成激光透射光强的大幅下降，维护时只需将发射和接收两端玻片上的灰尘和污渍擦净即可，其运行周期可达3个月以上。
3. 在线分析仪选型剖析
磨煤和干燥工段在线分析监测点15QT-1102/15QT-1106的工况是：温度105 ℃、压力-0.0074 MPa，背景成分为O2、CO2、N2、H2O及少量粉尘、水汽。需要测量的成分为O2（0～24%）、CO（0～0.3%），大部分用户选择原位安装型激光氧分析仪和激光CO分析仪，少部分选择抽取式磁力式氧分析仪和CO红外分析仪，很少人选择电化学分析仪来测O2（传感器寿命短）。理由如下：① 此测点的管径（DN1800）、压力、温度都适合选择原位安装型激光分析仪，其优点是没有预处理单元，响应时间快（<1 s），维护量小；② 激光氧分析仪相较于磁力式氧分析仪，其优势在于无逆磁干扰，抗污染、抗振、抗干扰能力强；③ 激光CO分析仪抗水汽和粉尘干扰的性能要远胜于红外气体分析仪；④ 原位安装型激光分析仪的标定周期为每年1～2 次，而磁力式氧分析仪和红外气体分析仪的标定周期每年平均为10 次。
对于气化炉出口合成气监测点17QT-1001至17QT -1004 ，其最佳的分析仪选型应该是工业质谱仪。但由于质谱仪投资成本过高，通常都放弃质谱仪而采用传统气体分析仪和激光气体分析仪（ 如有多套航天炉装置，其出口合成气的多流路巡检可以考虑采用质谱仪的方案）。采用激光气体分析仪测量CO、CO2、CH4 ，用热导分析仪测量H2。其原因如下：该测点水汽浓度很高，必须采用预处理单元将水除掉，否则，选红外分析仪时水汽对CO、CO2、CH4 组分的测量干扰显著（水汽干扰对CH4测量的影响尤为突出）。还有一点需要注意的是，H2热导分析仪的补偿问题，由于热导原理属于两元组分的非选择性分析原理，因而必须用CO和CO2的实时浓度来补偿H2热导分析仪的偏差（否则误差较大）。此外，17QT监测点不采用原位安装型激光分析仪的主要原因是系统压力太高，样品气的高压使得分子吸收光谱产生了变形和显著漂移而无法检测，所以只能减压后采用抽取式激光分析仪。简言之，抽取式激光分析仪比传统磁力式氧分析仪、红外气体分析仪对预处理单元的样品要求简单和粗放得多。
采用激光分析仪后，公司一期航天炉气化装置分析仪系统的连续在线率显著提高，故障率低，维护量少，也降低了标定等维护性耗材的成本，减少了因仪表故障而需要手工化验的频次，其成功应用也为今后类似项目的建设或改造积累了宝贵的经验。
（瑞星集团 李启勇 王爱云）